探空儀換型平行觀測數(shù)據(jù)對比分析

周鐵樁

(呼倫貝爾市海拉爾區(qū)氣象局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 026000)

為進(jìn)一步提升我國高空氣象觀測水平，中國氣象局觀測司擬組織開展探空儀換型工作，內(nèi)蒙古全區(qū)各高空氣象觀測站于2020年1月1日08時(北京時)起使用新型探空儀開展工作。為便于觀測數(shù)據(jù)的評估分析，對不同型號探空儀平行觀測時間順序予以統(tǒng)一規(guī)定，呼倫貝爾市海拉爾國家高空氣象觀測站為GCOS站，釋放1 600g大球。筆者將對該站2020年1月份平行觀測期間不同型號探空儀質(zhì)量和施放探空高度進(jìn)行統(tǒng)計分析[1,2]，對各探空儀生產(chǎn)廠家的探空儀質(zhì)量進(jìn)行初步探討。

1 探空儀質(zhì)量

表1 探空儀質(zhì)量統(tǒng)計

平行觀測期間每日07時和19時各施放一次新型探空儀，2020年1月1日～10日施放南京大橋廠GTS11型新型探空儀、11日～20日施放上海長望廠GTS12型新型探空儀、21日～31日施放太原無線電一廠GTS13型新型探空儀，GTS1-2型探空儀(原型號)1月份每日07時和19時交替施放一次。由表1可以看出GTS1-2型探空儀共施放31次、GTS11型探空儀共施放20次、GTS12型探空儀共施放21次、GTS13型探空儀共施放22次，南京大橋廠兩種型號傳感器溫、壓、濕均多次發(fā)生變性[3]，其中GTS1-2型探空儀故障率25.8%、GTS11型探空儀故障率35%，而上海長望廠和太原無線電一廠平行觀測期間探空儀故障率為0。

通過對南京大橋廠探空儀質(zhì)量問題的原因進(jìn)行統(tǒng)計(見表2)，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)放球仰角較低時，南京大橋廠傳感器壓、溫、濕跳變嚴(yán)重，其信號較差，解碼解不出來，導(dǎo)致后期數(shù)據(jù)不能用，只能提前終止觀測(見圖1)。例如2020年1月4日07時南京大橋廠GTS11型探空儀第41min探空終止時，仰角12.37°，斜距64 535m，放球高度僅15 018m；而2020年1月22日07時太原廠GTS13型探空儀第97min探空終止時，仰角10.54°，斜距189 442m，放球高度38 380m，GTS13型探空儀在仰角更低時雖然數(shù)據(jù)也有跳變，但仍然能夠正常解碼，不影響正常觀測。

圖1 2020年1月4日07時GTS11型探空儀低仰角時數(shù)據(jù)跳變嚴(yán)重

表2 探空儀質(zhì)量問題的原因

2 探空高度

對海拉爾站平行觀測期間不同型號探空儀的探空高度進(jìn)行統(tǒng)計，從圖2可以看出GTS1-2型(原型號)平均高度最低，只有31 479m，主要由于04日和16日07時兩次施放的探空儀信號突失導(dǎo)致探空高度不足2萬米所致；GTS13型探空儀平均高度最高，達(dá)到34 318m。

圖2 不同型號探空儀探空平均高度

圖3 3種新型探空儀探空高度對比

圖3對3種新型探空儀平行觀測期間的探空高度進(jìn)行了統(tǒng)計，可以看出GTS13型探空儀施放高度較為一致，基本都在3萬米以上，只有一次低于2萬米；GTS11型和GTS12型分別有3次和2次低于2萬米。

3 結(jié)論

通過對海拉爾探空站平行觀測期間一個月的探空高度數(shù)據(jù)和探空儀質(zhì)量分析可以得到如下幾條結(jié)論：①南京大橋廠生產(chǎn)的GTS1-2型和GTS11型探空儀整體質(zhì)量較差，冬季極寒條件下，仰角較低時，探空儀傳感器抗干擾性較差，溫、壓、濕容易變性，導(dǎo)致信號突失。②南京大橋廠生產(chǎn)的GTS1-2型(原型號)探空儀探空平均高度最低，GTS13型探空儀探空平均高度最高且穩(wěn)定度較好。

該站在此次平行觀測之前冬季施放GTS1-2型(原型號)探空儀時一直存在溫、壓、濕變性導(dǎo)致探空高度偏低的情況，通過此次平行觀測不同廠家型號的探測儀進(jìn)行對比觀測過程中也反映了這一情況，希望能夠引起相關(guān)部門的重視，盡快改進(jìn)或者替換該型號探空儀，避免影響高空觀測數(shù)據(jù)